大咖云集，EEM推出超级电容器专刊

国庆中秋EEM双节献礼，Bruce Dunn、Patrice Simon、Yury Gogotsi等超电大咖倾力奉献8篇高质量综述和7篇研究论文，武汉理工大学刘金平教授任编辑、瑞士联邦材料科学与技术研究所Chuanfang (John) Zhang、伦敦大学学院Yohan Dall’Agnese博士为客座编辑。

Review

1. Qiulong Wei*, Ryan H. DeBlock, Danielle M. Butts, Christopher Choi, and Bruce Dunn. Pseudocapacitive Vanadium-Based Materials toward High-Rate Sodium-Ion Storage. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 221-234.

DOI: 10.1002/eem2.12131

Qiulong Wei教授和Bruce Dunn教授等发表的综述文章讨论了高倍率钠离子存储用钒基赝电容材料的储能机理、电化学行为和界定方法，系统总结了常见的各类钒基赝电容材料，并对赝电容材料在高倍率、高能量钠离子储能器件中的应用前景进行了展望。

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2. Kui Xu, Hui Shao, Zifeng Lin*, Céline Merlet, Guang Feng, Jixin Zhu*. Patrice Simon. Computational Insights into Charge Storage Mechanisms of Supercapacitors. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 235-246.

DOI: 10.1002/eem2.12124

Zifeng Lin教授、Jixin Zhu教授和Patrice Simon教授等人的综述文章总结了分子动力学、Monte Carlo模拟和密度泛函理论等计算方法在纳米尺度电容材料（多孔炭、2D MXene, MOF等）电荷存储机理研究中的最新进展。快速、准确的计算模型有助于为新型高性能电化学储能器件的设计提供理论指导和实验依据。

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3. Yao Chen*, Xiaoyue Hao, George Zheng Chen*. Nanoporous Versus Nanoparticulate Carbon-Based Materials for Capacitive Charge Storage. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 247-264.

DOI: 10.1002/eem2.12101

George Zheng Chen教授团队发表的综述文章总结了超级电容器中纳米孔结构和颗粒结构碳基材料（活性炭、石墨烯、碳纳米管及其混合物等）的制备方法和研究进展，比较了各种碳基材料的电容特性以及影响电容性能的关键因素，尤其强调了纳孔结构和纳米颗粒结构碳材料对电容的独特影响。

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4. Sang-Woo Kim, Sang-Young Lee*. Transparent Supercapacitors: From Optical Theories to Optoelectronics Applications. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 265-285.

DOI: 10.1002/eem2.12095

Sang-Young Lee教授的综述文章从核心材料及设计、光电/机械性能提升和应用设备集成等方面详细介绍了透明超级电容器的现状与挑战，特别强调了透明导电电极在透明超级电容器中的关键作用，并对透明材料的材料化学、结构设计和制造技术进行了全面讨论。此外，文章对透明超级电容器的发展方向和应用前景进行了展望和探讨。

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5. Qingyun Dou, Ho Seok Park*. Perspective on high-energy carbon-based supercapacitors. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 286-305.

DOI: 10.1002/eem2.12102

Ho Seok Park教授的综述论文系统总结了电容碳材料的比表面积、孔径分布、表面官能团等特性与电化学性能之间的关系，从热力学和动力学的角度讨论了非水系电解质、水系电解质和混合电解质的性质以及它们对电容和工作电压的影响，并介绍了高电压、高能碳基超级电容器的设计策略和基本原理。

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6. Jianmin Li, Hao Wang*, Xu Xiao*. Intercalation in Two-Dimensional Transition Metal Carbides and Nitrides (MXenes) toward Electrochemical Capacitor and Beyond. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 306-322.

DOI: 10.1002/eem2.12090

Xu Xiao教授和Hao Wang教授的文章综述了近年来新型超级电容器材料MXene的插层电化学研究最新进展，并对其嵌入离子种类、反应机理和促进嵌入方法进行了分类讨论，展望了超级电容器中Mxene插层电化学的挑战和研究方向。

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7. Yueqiang Lin, Longhai Zhang, Ya Xiong, Tong Wei, Zhuangjun Fan*. Toward the Design of High-performance Supercapacitors by Prussian Blue, its Analogues and their Derivatives. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 323-345.

DOI: 10.1002/eem2.12096

Zhuangjun Fan教授团队的综述文章首先简要介绍了超级电容器的电荷存储机制，以及普鲁士蓝及其类似物的制备方法。在此基础上，将近年来普鲁士蓝及其类似物和衍生物作为超级电容器电极材料的研究进展进行了综述，讨论了其电化学性能的提高策略，并对这一研究领域面临的关键挑战提出了未来研究的总体思路。

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8. Chuan Jing, Biqin Dong, Yuxin Zhang*. Chemical Modifications of Layered Double Hydroxides in the Supercapacitor. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 346-379.

DOI: 10.1002/eem2.12116

Yuxin Zhang教授等发表的综述文章总结了剥离、嵌入、掺杂、相变、组分调节等改性方法对超级电容器材料层状双金属氢氧化物结构和性能的影响，并对层状双金属氢氧化物基电极材料的研究现状、应用及其发展趋势进行了总结和展望。

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Research Articles

1. Wenji Yang*, Jae Jong Byun, Jie Yang, Francis Peter Moissinac, Yudong Peng, Gustavo Tontini, Robert A.W. Dryfe, Suelen Barg*. Freeze-assisted Tape Casting of vertically aligned MXene films for high rate performance supercapacitors. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 380-388.

DOI: 10.1002/eem2.12106

Suelen Barg博士等人通过冷冻辅助流延法（FaTC）制备了垂直排列的三维结构MXene电极，该结构为电解液的渗透和扩散提供了直接路径，极大地提高了超级电容器的倍率性能（150-300微米厚的电极；能承受3000-10000 mV s^-1的循环伏安倍率），为二维超电容材料的开发提供了新思路。

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2. Ash Stott, Mehmet O. Tas, Elaine Y. Matsubara, Mateus G. Masteghin, Jose M. Rosolen, Radu A. Sporea, S. Ravi P. Silva*. Exceptional rate capability from carbon-encapsulated polyaniline supercapacitor electrodes. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 389-397.

DOI: 10.1002/eem2.1208

S. Ravi P. Silva教授等人采用在碳纳米管（CNT）林上电沉积聚苯胺（PANI）的新方法，制备了一种高倍率的碳封装聚苯胺复合超级电容器材料。随后通过葡萄糖的水热碳化（HTC）涂覆无定形碳层，形成三层结构，获得了超高的比容量（571 F g^-1）、优异的倍率性能和良好的循环稳定性。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12083

3. S. Buczek, M. L. Barsoum, S. Uzun, N. Kurra, R. Andris, E. Pomerantseva, K. A. Mahmoud, Y. Gogotsi*. Rational Design of Titanium Carbide MXene Electrode Architectures for Hybrid Capacitive Deionization. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 398-404.

DOI: 10.1002/eem2.12110

Yury Gogotsi教授等人设计了无集流体和粘结剂的Ti₃C₂T_x MXene电极结构，并匹配多孔碳正极构筑了混合型电容去离子装置（HCDI）。该Mxene电极包含能够提供更短的扩散途径和吸附/嵌入盐离子的小薄片，以及具有优良的电子转移通道、能够提供机械稳定性的大薄片，可有效嵌入Na⁺、K⁺和Mg²⁺等，体积容量高达250 F cm^-3；最终获得了优良的去盐能力和循环稳定性。

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4. Mozaffar Abdollahifar*, Hao-Wen Liu, Chia-Hsin Lin, Yu-Ting Weng, Hwo-Shuenn Sheu, Jyh-Fu Lee, Meng-Lin Lu, Yen-Fa Liao, Nae-Lih Wu*. Enabling Extraordinary Rate Performance for Poorly Conductive Oxide Pseudocapacitors. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 405-413.

DOI: 10.1002/eem2.12094

Nae-Lih Wu教授等人通过独特的电极结构设计开发了具有出色的倍率性能（60 A g^-1电流密度下，容量保持率60%）和循环稳定性（10万次无明显电容衰减）的锰氧化物赝电容电极，该电极结构实现了高密度的氧化物-碳-电解质三相接触点，打破了氧化物电导性低的局限。

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5. Yufan Zhang, Ting Ye, Ming Chen, Zachary A.H. Goodwin, Guang Feng*, Jun Huang*, Alexei A. Kornyshev. Enforced freedom: electric-field-induced declustering of ionic-liquid ions in the electrical double layer. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 414-420.

DOI: 10.1002/eem2.12107

冯光教授、黄俊教授和Alexei A. Kornyshev教授等人提出了平均场晶格气体理论，研究了离子液体双电层中电场对离子的自由态和束缚态（离子对或团簇）的影响；引入了局部介电常数，通过分析不同电压下的离子对数量密度分布，探究了局部介电常数和微分电容曲线的变化规律，并得到了分子动力学模拟的充分验证。

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6. Lei Zhang, Haitao Zhang*, Xiang Chu, Fangyan Liu, Chunsheng Guo*, Weiqing Yang*. Synthesis of Size-controllable NiCo₂S₄ Hollow Nanospheres toward Enhanced Electrochemical Performance. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 421-428.

DOI: 10.1002/eem2.12113

Weiqing Yang教授团队采用自牺牲模板法可控合成了一系列结构均一的空心NiCo₂S₄纳米球，该结构具有更大的比表面积和更薄的外壳厚度，可提供更多的电化学活性位点和促进离子和电子迁移，获得了高的容量、倍率性能和循环稳定性。

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7. P. H. Wadekar, R. V. Khose, D. A. Pethsangave, S. Some*. The Effect of Bio-inspired Co-electrolytes for Enhancement of Electrochemical Properties of Supercapacitors. Energy Environ. Mater. 2020, 3, 429-435.

DOI: 10.1002/eem2.1209

S. Some教授等人成功制备出了新型超级电容器用氯化胆碱和氢氧化钾的仿生共电解质，该电解质通过离子交换机理原位产生胆碱和氯化钾。结果表明，共电解质（RCE）溶液比其母体盐（即氢氧化钾，氯化胆碱）具有更好的电化学性能。使用该RCE电解液的RGO超级电容器电极材料亦展现出良好的电化学性能。

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本文由EEM编辑部投稿。